Untersuchung der Aufnahme und Translokation von C und N in Buchen in Abhängigkeit der atmosphärischen CO2-Konzentration und bauminternen N-Vorräte unter Einsatz der stabilen Isotope 15N und 13C
Investigation of the uptake and translocation of C and N in beech as affected by atmospheric CO2 concentration and tree internal N-stocks using the stable isotopes 15N and 13C
von Jens Dyckmans
Datum der mündl. Prüfung:2000-10-31
Erschienen:2000-11-21
Betreuer:Prof. Dr. Friedrich Beese
Betreuer:Dr. Heiner Flessa
Gutachter:Prof. Dr. Axel Zeeck
Gutachter:Prof. Dr. Hartmut Laatsch
Dateien
Name:diss-gesamt.pdf
Size:1.64Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Keywords: elevated CO2; labelling; beech; stable isotope; allocation
Weitere Sprachen
Es wurde ein Versuchsaufbau entwickelt,
der es ermöglicht, vor dem Hintergrund der vorhandenen Biomasse in
dreijährigen Buchen die Aufnahme und Translokation der Nährelemente
C und N über die Markierung mit den stabilen Isotopen
13C und 15N zu verfolgen.Diese Technik wurde
zunächst angewendet, um den Einfluß der bauminternen Speicher auf
das Wachstum von Buchen zu untersuchen, da bekannt ist, daß das
Wachstum von Bäumen zu einem großen Teil von den internen Speichern
bestimmt wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, daß der
Blattaustrieb von Buchen überwiegend aus der aktuellen
C-Assimilation gespeist wird, dagegen wurde deutlich, daß die
N-Versorgung des Blattaustriebs im Wesentlichen von den
bauminternen N-Speichern abhängig ist. Sind diese N-Speicher
schlecht ausgebildet, ist der Blattaustrieb der Buche deutlich
beeinträchtigt und das Wachstum der Buche ist - trotz hoher
aktueller N-Aufnahme - im gesamten Saisonverlauf stark verringert.
Bei gut ausgebildeten internen N-Speichern wurde das Wachstum durch
eine aktuelle N-Mangelversorgung während einer Vegetatiosperiode
nur wenig beeinträchtigt.Die Verteilung der Assimilate im Baum
wurde deutlich durch den Füllungszustand der internen Speicher
beeinflußt: Bei reduziertem N-Vorrat wurde eine Verstärkung des
Wachstums der Feinwurzeln beobachtet. Die verstärkte Bildung von
Feinwurzeln und die gestiegene Wurzelraumrespiration zeigen, daß
die Pflanze dem N-Mangel durch verstärkte Aufnahme entgegenwirkt.
Dies ging in der vorliegenden Untersuchung so weit, daß die
N-Aufnahme bei Pflanzen mit reduziertem N-Speicher trotz deutlich
verringerter C-Aufnahme und damit verringerten Wachstums höher war
als bei Pflanzen, die aufgrund der besser ausgebildeten N-Speicher
ein stärkeres Wachstum zeigten.Unter erhöhter CO2-Konzentration war
die C-Aufnahme der Buchen erhöht, während die Aufnahme neuen
Stickstoffs durch die erhöhte C-Verfügbarkeit nicht beeinflußt war.
Da auch die baumintere Verteilung des im Vorjahr aufgenommenen
Stickstoffs nicht durch die atmosphärische CO2-Konzentration
beeinflußt war, kann gefolgert werden, daß die aktuelle C- und
N-Assimilation in der Pflanze nicht eng aneinander gekoppelt sind.
Ähnlich wie bei Pflanzen mit reduziertem N-Speicher zeigte sich
unter erhöhter CO2-Konzentration eine verstärkte C-Translokation in
die Feinwurzeln und eine erhöhte Wurzelraumrespiration. Dies zeigt,
daß die Pflanze bestrebt ist, der erhöhten N-Nachfrage aufgrund von
höherer C-Aufnahme nachzukommen.Im Gegensatz zu den Buchen mit gut
gefülltem N-Speicher konnte bei verringertem N-Speicher die erhöhte
C-Aufnahmeleistung nicht über die gesamte Vegetationsperiode
aufrecht erhalten werden. Daraus kann gefolgert werden, daß die
Nachhaltigkeit der Wachstumszunahme unter erhöhter
CO2-Konzentration wesentlich von der bauminternen N-Versorgung
abhängt. Die Ergebnisse weisen darauf hin, daß es
Rückkopplungseffekte zwischen einer erhöhten C-Aufnahme und einer
verringerten Speicherbildung gibt: Bei Pflanzen mit verringertem
Speicher bewirkte die erhöhte C-Aufnahme unter erhöhter
CO2-Konzentration eine Veränderung der Stickstoffallokation, die in
einer Verringerung der N-Speicherbildung resultierte.Die
Interaktion zwischen der CO2-Verfügbarkeit und der Ausbildung
bauminterner N-Speicher dürfte daher für die langfristige Wirkung
erhöhter CO2-Konzentration auf das Wachstum von Buchen von großer
Bedeutung sein.